一种透射型多层膜光学元件的加工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115852329A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211633404.5B23K26/402(2014.01)(22)申请日2022.12.19B23K103/16(2006.01)(71)申请人中国科学院高能物理研究所地址100049北京市石景山区玉泉路19号(乙)(72)发明人岳帅鹏王亚冰侯庆艳张伟伟常广才李明刘鹏(74)专利代理机构北京君尚知识产权代理有限公司11200专利代理师司立彬(51)Int.Cl.C23C14/58(2006.01)C23C14/35(2006.01)B23K26/364(2014.01)B23K26/40(2014.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种透射型多层膜光学元件的加工方法(57)摘要本发明公开了一种透射型多层膜光学元件的加工方法，其步骤包括：1)使用磁控溅射镀膜方法在基底上制备多层膜；2)根据透射型多层膜光学元件的设计焦距对所述多层膜进行切割；3)对步骤2)处理后的多层膜进行预刻蚀，将多余的多层膜结构去除：a)根据多层膜的材质确定出对多层膜进行预刻蚀的参数；b)将多层膜固定在激光器样品台上，从所述多层膜的顶部开始，沿膜层叠加方向在所述多层膜上刻蚀出该设定深度的长方形结构；c)经步骤b)刻蚀后，对所述多层膜的刻蚀深度大于所述多层膜的膜层总厚度，对刻蚀后的多层膜进行清洗与检测；4)使用聚焦离子束对透射型多层膜光学元件进行终刻蚀抛光，得到透射型多层膜光学元件。CN115852329ACN115852329A权利要求书1/1页1.一种透射型多层膜光学元件的加工方法，其步骤包括：1)使用磁控溅射镀膜方法在基底上制备多层膜；所述多层膜为两种不同材质的单层膜交替叠加；2)根据透射型多层膜光学元件的设计焦距对所述多层膜进行切割；3)对步骤2)处理后的多层膜进行预刻蚀，将多余的多层膜结构去除；具体方法为：a)根据多层膜的材质确定出对多层膜进行预刻蚀的参数，用于在多层膜上刻蚀出设定深度的长方形结构；b)将步骤2)处理后的多层膜固定在激光器样品台上，从所述多层膜的顶部开始，沿膜层叠加方向在所述多层膜上刻蚀出该设定深度的长方形结构；其中同一膜层中的两长方形结构的长边对齐，两长方形结构之间的间距为预留的通光深度，且应大于衍射动力学优化的最优深度；c)经步骤b)刻蚀后，对所述多层膜的刻蚀深度大于所述多层膜的膜层总厚度；对经步骤b)刻蚀后的多层膜进行清洗与检测，如果刻蚀保留的多层膜结构三维空间尺寸符合要求则进行步骤4)；4)使用聚焦离子束对透射型多层膜光学元件进行终刻蚀抛光，得到透射型多层膜光学元件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用聚焦离子束对透射型多层膜光学元件进行终刻蚀抛光的方法为：首先在步骤3)处理后的多层膜上表面用离子束沉积一层Pt膜；然后从步骤3)所得结构中选取一个区域作为通光区域，对其双面减薄；其中进行双面减薄时刻蚀的深度和宽度大于通光孔径，刻蚀保留的通光深度大于X射线衍射动力学优化的最优通光深度；当减薄至目标厚度后，去除离子束损伤所引入的非晶层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用大加速电压对该通光区域进行双面减薄，然后逐步减小电压对该通光区域进一步双面减薄和抛光，使保留的通光深度达到X射线衍射动力学优化的最优通光深度；然后当减薄至目标厚度后，采用低电压清扫多层膜，去除多层膜上因离子束损伤所引入的非晶层。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述大加速电压为30KV，所述低电压为1KV。5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，所述多层膜为WSi2/Si多层膜，每层膜的厚度为5nm，所述多层膜的总层数为4000、总厚度为20μm，衍射动力学优化的最优深度为16μm。6.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，采用激光器对透射型多层膜光学元件进行预刻蚀；所述预刻蚀的参数包括扫描速度、激光功率、循环次数。2CN115852329A说明书1/3页一种透射型多层膜光学元件的加工方法技术领域[0001]本发明属于精密光学元件制备、X射线光学领域，涉及一种应用在硬X射线单色和聚焦的透射型多层膜光学元件，具体涉及一种透射型多层膜光学元件的加工方法。背景技术[0002]硬X射线具有很强的穿透能力，能够对材料进行三维空间尺度的探测。越小的聚焦光斑意味着越高的空间分辨率，其微观探测的本领也就越强大，与此同时，单色性也是描述光源性能的重要参数。根据光学原理不同，主要分为反射型和透射型光学元件，分别采用的是布拉格衍射和劳埃衍射理论。透射型光学元件因为其尺寸小、调资机构稳定性高等因素在大量X射线光源中使用。具体的光学器件包括光栅、晶体和多层膜。多层膜因为单层厚度可